Theorie: krachten

Theorie: krachten
Grootheid en eenheid
Het symbool van de grootheid kracht is F, van het engelse woord
force. De eenheid is newton (N), genoemd naar de engelse
natuurkundige Isaac Newton. Een kracht wordt gemeten met een
veerunster.
De gevolgen van een kracht
Voor een kracht zijn altijd twee voorwerpen nodig: Eén voorwerp
dat de kracht uitoefent en één voorwerp waar de kracht op
uitgeoefend wordt. Bij sommige krachten moeten de voorwerpen
elkaar aanraken (bijvoorbeeld bij een spierkracht), bij andere
krachten is dat niet nodig (bijvoorbeeld bij de zwaartekracht).
Een kracht zelf kan je niet zien. Dat er op een voorwerp een
kracht werkt kan je meestal wel aan de gevolgen zien:
• Het voorwerp verandert van snelheid.
• Het voorwerp verandert van richting.
• Het voorwerp verandert van vorm.
Het tekenen van een kracht
Omdat een kracht niet zichtbaar is zijn de volgende afspraken over het tekenen van krachten
gemaakt:
• Een kracht wordt getekend als ene pijl.
• De richting van de pijl komt overeen met de richting van de kracht.
• De pijl begint in het aangrijpingspunt van de kracht. Dat is het punt waar de kracht op het
voorwerp werkt.
• De grootte van de pijl komt overeen met de grootte van de kracht. In een tekening moet altijd
dezelfde krachtenschaal gebruikt worden. De krachtenschaal geeft aan met hoeveel N één cm
pijllengte overeenkomt. Bijvoorbeeld: 1 cm =^ 5 N. Dat betekent dat een pijl met een lengte van 4
cm (inclusief de kop) een kracht voorstelt van 20 N.
Soorten krachten
Van alle krachten die er zijn worden er hier vijf beschreven: Zwaartekracht, gewichtskracht (gewicht),
normaalkracht, wrijvingskracht en voortstuwende kracht.
Zwaartekracht (Fz)
Fz
omschrijving
De zwaartekracht is de kracht die de aarde of een andere planeet uitoefent op een
voorwerp. Op aarde werkt er op iedere kg massa een zwaartekracht van 9,8 N.
richting
De zwaartekracht is altijd naar het middelpunt van de aarde toe gericht.
aangrijpingspunt
De zwaartekracht grijpt aan in het zwaartepunt van een voorwerp. Dit is het
middelste punt van een voorwerp.
FizX: kracht en beweging klas 2
www.FizX.jborsboom.nl
86
opmerking(en)
•
•
De zwaartekracht werkt over een afstand: Het voorwerp hoeft de aarde niet
aan te raken.
De zwaartekracht hangt onder andere af van de massa van een planeet. Op
de maan is de zwaartekracht op een voorwerp ongeveer zes maal zo klein.
Gewicht (FG)
FG
FG
omschrijving
Het gewicht is de kracht die een voorwerp op zijn ondergrond uitoefent.
richting
Het gewicht heeft meestal dezelfde richting als de zwaartekracht.
aangrijpingspunt
Het gewicht grijpt aan op het grensvlak tussen het voorwerp en zijn ondergrond,
opmerking(en)
•
•
•
In de spreektaal wordt gewicht vaak gebruikt als men massa bedoelt. Dit is
dus onjuist!
Gewicht wordt veroorzaakt doordat de zwaartekracht een voorwerp tegen zijn
ondergrond aantrekt. Vaak zijn het gewicht en de zwaartekracht ook even
groot.
Het gewicht is een kracht die niet op het voorwerp werkt.
Normaalkracht (FN)
FN
FN
omschrijving
De normaalkracht is de kracht die de ondergrond op het voorwerp uitoefent.
richting
De normaalkracht staat altijd loodrecht op de ondergrond.
aangrijpingspunt
De normaalkracht grijpt aan op het grensvlak tussen het voorwerp en zijn
ondergrond,
opmerking(en)
•
De normaalkracht is altijd even groot als het gewicht, maar tegengesteld van
richting
Voortstuwende kracht (FV )
FV
FizX: kracht en beweging klas 2
www.FizX.jborsboom.nl
87
omschrijving
De voortstuwende kracht is de kracht die in de richting van de beweging van het
voorwerp werkt.
aangrijpingspunt
Waar de voortstuwende kracht aangrijpt hangt af van het voorwerp. Bij auto’s en
fietsen wordt de voortstuwende kracht uitgeoefend door het wegdek op de
banden.
Wrijvingskracht (FW)
FW
omschrijving
De wrijvingskracht is de kracht die tegen de bewegingsrichting in werkt.
aangrijpingspunt
Waar de wrijvingskracht aangrijpt hangt af van de oorzaak. Meestal wordt
aangenomen dat de wrijvingskracht aangrijpt in het zwaartepunt.
Een rijdende auto
FN
FN
FW
FV
Fz
Op een vlakke weg is de totale normaalkracht net zo groot als de zwaartekracht. Alleen de richting is
precies tegenovergeteld. Deze krachten zijn met elkaar in evenwicht.
In de horizontale richting zijn er drie mogelijkheden:
1. De voortstuwende kracht is groter dan de wrijvingskracht: De auto gaat versnellen.
2. De voortstuwende kracht is kleiner dan de wrijvingskracht: De auto gaat vertragen.
3. De voortstuwende kracht is even groot als de wrijvingskracht: De auto rijdt met een constante
snelheid.
FizX: kracht en beweging klas 2
www.FizX.jborsboom.nl
88